化学均匀演化机制下对沃尔夫—拉叶星的研究

发布时间：2020-06-10 23:18

【摘要】：大质量恒星被定义为是具有O型或早型B型光谱(后期演化为相应的晚型光谱)并且以超新星爆发(Supernova explosion,简称SNe)的形式死亡(因此初始质量普遍大于8M⊙)的天体。它们通过星风物质损失或者死亡为核坍缩超新星等方式源源不断向其所在星系提供核反应产物,因此也被认为是星际介质(Interstellar Medium,简称ISM)的主要供应体。另外作为主要的初始恒星参数之一,转动速度会影响恒星的演化,尤其当转动速度大到足以使恒星内部产生的氦混合到恒星表面时(～400kms~(-1)),恒星会变得更致密更亮而向赫罗图的蓝端演化,这种演化即化学均匀演化。沃尔夫-拉叶星(Wolf-Rayet stars,简称WRs)是大质量恒星演化的晚期阶段,它们的星风密度通常比O型星高几个数量级,更强的星风物质损失率使得WRs对星系的化学增丰有极其重要的贡献。同时,研究WRs的形成通道,对于判断涉及大质量恒星演化的各种物理过程(例如大质量恒星的转动和物质损失等)的理论模型的正确性提供了有力的依据。化学均匀演化作为一种特殊的演化通道,也被广泛的用来研究WRs的演化。在本文中,我们利用MESA(Modules for Experiments in Stellar Astrophysics)程序得到了初始质量范围为20M_⊙～100M_⊙的转动的大质量恒星演化模型网格。初始转动速度取值分别是0,250,500和650 kms~(-1),分别在银河系金属丰度(Z=0.02和Z=0.014)、大麦哲伦星云金属丰度(Z=0.008和Z=0.006)、小麦哲伦星云金属丰度(Z=0.004和Z=0.002)以及贫金属丰度(Z=0.001)环境下,研究了转动对大质量恒星的演化的影响,进而将模型与不同类型的WRs的观测在赫罗图中进行了比较与分析。通过对研究结果的分析,我们发现,转动对于高金属丰度星系(例如,银河系)中的恒星的演化影响并不是很强烈,但对于低金属丰度星系(大、小麦哲伦星系)中的恒星演化有着不可忽视的作用:在低金属丰度情况下,转动使得恒星进入化学均匀演化,进而较无转动恒星更容易演化成WRs,这也很好的解释了为什么低金属丰度下以单星形式存在的WRs仍然占有很高的比例。同时,我们还发现,在低金属丰度的情况下,由于转动导致恒星达到准化学均匀演化,使得恒星在演化过程中丢弃掉的非H元素(He、C、N、O、Ne、Mg和Si等元素)比同金属丰度下对应的无转动恒星高约10～1000倍。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P152

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本文编号：2707011